【摘 要】高速公路成为当代社会一种高效的公路形式，其具有行车速度快、通行能力强、安全舒适的特点，在国民经济的发展中做出了很大贡献，但是它的造价和后期的维护费用也很高，高速公路收费系统在使用中也会出现一些弊端，需要对收费系统进行合理的优化设计，本研究先简单介绍了高速公路收费系统，进而提出系统设计时要遵循的原则，又探讨了优化收费系统的设计方案。
【关键词】高速公路;收费系统;设计方案
高速公路在日常使用中受到了广泛的重视，其给人们带来的好处也是不言而喻的，为了确保高速公路的高速运转，除了要搞好道路建设外，还应该配备一个高效有序的收费系统，并实现以全省角度为范畴的联网收费、监控和通信建设工作。但是收费系统在使用中会暴露出一些缺点，不利于人们的正常使用，通过不断的实践探索，逐步研究出促使收费系统高效运行的设计方案，使这个系统更方便为人们所用。
1 高速公路收费系统概述
高速公路收费系统是高速公路建设中非常重要的一部分，涉及到了交通工程、通信和计算机等多个专业领域，它是为实现现代化管理而开发的一种服务器体系的网络应用数据库系统，集先进性和实用性为一体。高速公路的收费系统按收费方式可以分为均一式收费、开放式收费、封闭式收费和混合式收费，支付方式可以通过现金、储值卡等形式进行支付，目前使用的收费系统具有适用范围广、稳定性强、安全性高、实用性高、自动性高的优点。
2 高速公路收费系统设计原则
收费系统的总设计原则是实现收费系统的联网管理和自动化服务，改善道路的通行状况，实现道路系统的高效运转。在设计时系统中的'各个子系统应该与应用模型有效的结合起来;系统中的数据尽量确保其可靠性，这样可以准确地为系统的计费和收费工作提供保障，努力开发系统的容错能力和突发事件的处理能力，以确保系统的稳定性;如果收费系统经过改造，那么改造后的收费系统要与原系统进行有效的融合，这样才能实现多种收费方式共同使用，满足不同用户对收费系统的要求，其适用性要广;在系统设计时要选用稳定性强、安全性高的非接触式IC卡技术，提高用户使用的安全性;在原有的设计基础上，根据用户的实际需求结合当前先进的技术措施，实现技术向上和向下的双向兼容，提高了系统的扩展性。
3 高速公路收费系统的设计与实现
3.1 收费系统数据库的设计与实现
收费系统主要以数据库为中心管理系统，收费系统模块用到的数据都存储在数据库中以供使用者使用，所以，设计出高效、安全可靠的数据库是十分必要的。对数据库的设计是计算机管理信息系统设计中一个十分重要的部分，设计的质量和数据结构的优劣影响着管理系统的工作效率，数据库的设计原则是在MIS总体信息方案的指导下，其他各个分库应该是为它所支持的管理目标服务的。在进行数据库的设计时，应该注意主次问题，布局应该清晰、合理;数据库的结构化应该明确，以确保其规范化和标准化，只有数据库规范了，才能进行信息交换过程，对数据库结构的设计应该遵守国家的相关标准，特别要注意编码的应用问题;另外，在设计数据库时，应该避免冗余，减小存储的空间，但是也要适当的考虑冗余，因为适当的冗余可以提高收费系统的运行速度，降低开发难度;进行设计时还要保证数据的正确性和一致性，在MIS中，多个用户共用一个数据库，由于并发操作，可能会影响数据的一致性，可以采用“锁”的办法来保证数据的一致性;数据库是多个用户共享的，使用的安全性是应该考虑的问题，可以设定相应的安全机制，对特定的用户有特定的保密机制，以确保用户使用数据库的安全性。
3.2 组件的设计与实现
组件技术是为了提高软件系统的可操作性、可扩展性而产生的，软件的组件是一种二进制代码形式，可以进行单独的开发和编译，把所有的组件开发完之后再组合在一起就形成了一个完整的应用系统，系统自身发生变化或者使用者的需求改变时，无需将所有的组件进行修改，只需要修改受影响的组件即可，再将改造后的组件与其他组件进行重新组合，这就对应用系统进行了一次升级。收费系统的一个比较重要的任务就是对各种外场设备进行有效的控制和管理，当设备发生变化时，收费系统就要进行重新的编译和修改，比较麻烦，如果利用组件技术将这些设备制定出相应的接口，接口中为设备定义通用的方法，这样即使设备更换了，也只需修改相应的组件。如果是设备升级了，也只需针对新功能增加新的接口即可，这样工作起来就比较方便和快捷，在无形中就完成了系统升级;收费系统的另一个任务是通信，设计时要定义一个通信组件用来完成整个收费系统的数据传输工作。
3.3 各模块功能的细部设计与实现
收费系统以数据库为中心的，包括数据的录入、查询和管理等工作内容，这些都是通过数据库的共享途径来实现的，数据录入模块的功能包含收费数据的录入、设备维护信息的录入、临时收费数据本地存储、临时收费数据数据库的录入、报警信息的录入等;报表打印模块的功能包含统计报表的打印，即对收费数据进行统一的汇总工作，方便日后按照时间点查找相关的信息或者打印营运财务报表。收费单据的打印，是指对所收取的车辆的信息的打印;设备驱动模块，包含自动栏杆的驱动、摄像机驱动、打印机驱动、语音报价器驱动闪光报警驱动等;系统管理模块主要负责系统时钟的校准、收费费率的调整、对员工的管理和特殊车型的查询等内容;通讯模块，负责系统管理模块和数据录入模块之间的通讯通道。
3.4 系统的安全性设计与实现
在系统的安全性设计时，可以采用用户标识和鉴定的方法，用户只有在系统的登陆窗口上输入自己的用户名和密码后由系统核实正确之后才能使用，此种标识允许用户有三次重复标识的机会，超过次数则会自动退出，以保证用户使用的安全性;对收费系统用户权限进行设计时，确保用户的访问权限，还要让非法使用者无法进入数据库，系统的用户权限可以分为管理员和使用者的权限两种，除了合法的登录权限外，其他人均不能进入该系统，这种强制性的手段可以保证数据库的安全性，避免系统受到非法的侵害，维护使用者的合法权益。
3.5 系统的测试与维护
高速公路收费系统在长时间的运行后可能会出现一些问题，系统经过测试发现问题之后要经过调试找出错误原因和位置，然后进行改正，还需要定期的对系统进行维护与保养，以确保收费系统的高效运行，满足高速公路管理的需求。在进行收费系统的设计时也要将维护部分考虑进去。
4 结语
随着我国公路建设的不断发展和交通量的增加，交通联网规模也不断增大，新技术的发展促使社会对高速公路收费系统的服务水平提出了更高的要求，人工收费的方式已经不适用于现代社会的发展，制约着高速公路收费系统的发展，因此，要不断地改进收费系统的设计，本着安全性、可靠性、实用性、高效性的原则对收费系统数据库进行优化，提高收费系统的工作效率。